Что управляет биологической синхронностью?
Экологи традиционно объясняют вспышки численности популяций, будь то болезни или животные, общими условиями окружающей среды. Однако новые данные указывают, что другие факторы могут управлять "синхронностью": быстрыми и широкомасштабными подъёмами и спадами численности популяций.
"Виды, которые впадают в синхронность, могут быть более подвержены вымиранию", потому что единственный фактор может спровоцировать коллапс, говорит Алан Хастингс, математический биолог из UC Davis. Понимание синхронности было бы очень полезно в сельском хозяйстве, добавляет он, так как неодновременное созревание фруктовых деревьев и другой продукции оптимально и для поставщиков, и для потребителей.
Чтобы исследовать движущие силы синхронности, Хастингс, внешний профессор Джон Махта (UC Davis) и Эндрю Ноубл (Университет Массачусетса, Амхерст) организовали рабочую группу в SFI в 2015 году. Участники изучали вариации, меры и ранние индикаторы синхронности. Для последующих исследований они выбрали данные о периодических цикадах и лиственничной листовёртке. Цикады проводят большую часть жизни под землёй в виде нимф, появляясь через 13 или 17 лет. Листовёртки питаются хвоей лиственницы в Европе, и что особенно важно для проекта, их задокументированная история включает дендрохронологические образцы, собранные в Швейцарии, которые указывают на вспышки численности за последние 300 лет.
После того как группа подтвердила надёжность данных (или, по крайней мере, "хороших по экологическим стандартам"), они использовали данные о выживаемости, хищничестве взрослых особей и другие факторы для каждой из видов, чтобы разработать непространственную модель — такую, которая даёт прогнозы популяции для одного места.
На последовавшей в этом году встрече Хастингс говорит, что группа планирует завершить модель и найти связи со статистической физикой. Исследователи также планируют обсудить, как расширить свою модель до пространственной динамики популяций, чтобы анализировать и предсказывать границы между выводками на всём ареале вида.
Исследование породило интригующие новые вопросы, среди которых: как периодическим цикадам удалось распространиться на такой большой части Северной Америки, учитывая, что последнее оледенение было всего 10 000 лет назад?